Сети и системы связи

Продемонстрирована интеграция без повторного выращивания дифракционной решетки из массива волноводов на основе InP с решеткой In[0,53]Ga[0,47]As p-i-n ФД объемом 1*8. Адиабатические конуса с низкими потерями и независимые от состояния поляризации передают оптическое излучение от внешнего волоконного соединения в волновод с более высоким показателем преломления для поглощения в In[0,53]Ga[0,47]As слое. Интегрированное устройство продемонстрировало в самом плохом случае перекрестные искажения между каналами ЭКВИВ-12,9 дБ, а в наилучшем случае – -1,5 дБ при общих потерях ЭКВИВ9 дБ.

Показано, что лазерные диоды являются одной из важнейших частей, входящих в состав систем волоконно-оптич. связи. Исследован лазерный диод с внешним резонатором и с модуляцией интенсивности излучения. Проанализированы флуктуации мощности, вызываемые модуляцией. Показана возможность устранения хаоса в лазерном диоде и достигнуты подходящие условия работы путем оптимизации длины внешнего резонатора. Н. А. Без.

Представлены результаты эксперим. исследования светочувствительности различных типов светочувствительных оптических волокон. Новый интерферометрический метод, основанный на интерферометрах Фабри-Перо низкой точности с волоконной решеткой Брэгга, позволяет определить изменения показателя преломления в процессе экспозиции УФ-излучением от KrF эксимерного лазера. Экспериментально показано, что повышенная светочувствительность станд. SMF-28 волокна сохраняется после полной обратной диффузии водорода. Представлена зависимость изменения эффективного показателя преломления от интегральной плотности потока для различных светочувствительных и нагруженных водородом оптических волокон.

Предложен метод усиления оптических сигналов, распространяющихся в оптических волокнах с использованием стимулированного бриллюэновского рассеяния, возникающего под действием сигнала накачки, направление распространения которого противоположно направлению распространения усиливаемого сигнала. Метод м. б. использован для усиления многоканальных сигналов с применением соотв. числа источников накачки.

Для моделирования нелинейного распространения импульсов в бинарной длиннопериодной волоконной дифракционной решетке применялся обобщенный метод переходной матрицы. Две интерфейсные матрицы использовались для описания связи по мощности на гетероинтерфейсах, в качестве линейного случая. Проведено моделирование нелинейных сдвигов фазы и дисперсии импульсов в 2-х основных областях. Исследована также нелинейная коммутация в квазипериодических решетках Фибоначчи. Показано, что с помощью таких решеток м. б. осуществлена полная коммутация.

Предложена новая конструкция для регулировки линейной ЧМ в однородной волоконной решетке Брэгга. Принцип действия устройства основан на контролируемом градиенте температур. Устройство состоит из решетки Брэгга без линейной ЧМ, записанной в волокне без покрытия, которое помещено в пластмассовую втулку, на поверхность которой намотан проволочный нагреватель. Требуемое распределение температуры создает линейную ЧМ на решетке, а скорость, которая м. б. подстроена с помощью изменения тока.

Представлены результаты измерения временного дрожания в 40 Гбит/с магистральной солитонной системе с управляемой дисперсией. С помощью точного выделения временного дрожания Гордона-Хауса из общего временного дрожания показано, что межсимвольная интерференция ограничивает расстояние, на которое без ошибок м. б. осуществлена передача в исследуемой системе. Показано, что амплитудный шум может расширить диапазон измерения временного дрожания, что может привести к потере точности при определении истинных пределов системы.

Описана конструкция термостабильного перемежающего фильтр с низкими потерями на основе диоксида кремния со структурой в форме решетки. Термостабилизация фильтра достигнута за счет канавок, наполненных силиконом в каждой ЛЗ. Такая конструкция с низкими потерями использовалась для уменьшения аккумулированных потерь, вызванных излишком канавок в многочисленных ЛЗ. Применяя эти конструкции, получены очень низкие потери ЭКВИВ0,4 дБ и достигнуты удовлетворительно низкая температурная чувствительность и оптические характеристики такого фильтра.

Рассмотрены потери на сростке, выполненном сплавлением, между легированными эрбием и станд. одномодовыми оптическими волокнами. Особое внимание уделено зависимости от длины волны потерь на сростке. Предложено использовать для станд. одномодовых оптических волокон ступенчатый профиль показателя преломления. Установлено, что трудно встретить условия, когда одновременно выполняются требования к отсечке одномодового волокна и минимизирована зависимость от длины волны. Предлагается новый профиль показателя преломления. Показаны пути снижения потерь на сростке и их зависимости от длины волны.

Предложен волоконно-оптический эквалайзер для выравнивания АЧХ активных оптических волокон. Действие эквалайзера основано на использовании периодических вариаций показателей преломления сердцевины и оболочки волокна. Наличие вариаций придает участку волокна свойства решетки брегговских отражателей. Разность значений показателей преломления сердцевины и оболочки волокна не должно превосходить 3*10{-3}.

Приведена мат. формулировка задачи оптим. проектирования на ЭВМ оптических кабелей. Проведена формализация задачи проектирования, исходной формализацией при этом являются данные о назначении, условиях применения и режимах работы проектируемого кабеля, которые позволяют определить основную задачу проектирования и формализовать требования, предъявляемые к проектируемому оптическому кабелю. При рассмотрении вероятностной мат. модели оптического кабеля определение оптим. решения, не зависящего от конкретной реализации, сводится к решению задачи нелинейной оптимизации, в которой статистическая природа исходной задачи проявляется только на этапе вычисления критерия оптимальности и ограничений, и не влияет на выбор алгоритма оптимизации.

Исследован механизм загрязнения гидроксильными (ОН) группами в оптических волокнах на основе двуокиси кремния. Измерен спектр передачи подстилающих трубок и заготовок волокна, изготовленных из различных типов кварцевых стекол (“Suprasil F-300″, KS-4V и KUVI). Измерения проводились с помощью ИК спектрометра Фурье в диапазоне длин волн ЭКВИВ2-5 мкм. Предложен способ сокращения загрязнения OH группами волокна в процессе изготовления. Показано, что применение всех предложенных усовершенствований позволяет получить волокно с оптическими потерями ЭКВИВ0,3 дБ/км на 1,55 мкм длине волны при разнице показателей преломления между сердцевиной и оболочкой ЭКВИВ1*10{-2}.

Экспериментально продемонстрирована одновременная компенсация дисперсии и нелинейности в установленной ВОЛС, характеризующейся сильно асимметричными профилями мощности. Такой результат был получен с помощью высоко эффективного оптического устройства согласования по фазе. Согласователь основан на волноводе из ниобата лития с периодически расположенными полюсами, объединенном с 2-мя элементами, слабо компенсирующими дисперсию, которые соотв. образом введены в линию.

Предлагаются 2 варианта повышения пропускной способности уже проложенного оптического волокна: временное уплотнение каналов и спектральное мультиплексирование. Рассмотрены преимущества и недостатки каждого из этих методов. Отмечены успехи в разработке ВОЛС с плотным спектральным мультиплексированием. Приведена схема эволюции волоконно-оптических коммуникаций за время от создания первых ВОЛС до ближайшего будущего (2005 г.).

Для более эффективного использования существующей волоконно-оптической инфраструктуры, повышения пропускной способности оптических волокон и уменьшения затрат на прокладку нового кабеля в наст. время широко применяются технологии мультиплексирования с разделением по длине волны WDM. Технология CWDM (неоплотное мультиплексирование с разделением по длине волны) согласно спецификации ITU-T G.694.2 использует нечетные десятки длин волн в диапазоне от 1290 нм до 1610 нм с расстоянием между каналами 20 нм. Основные области применения технологии CWDM – оптические сети городского и регионального масштаба, кабельное телевидение (CATV), абонентские распределительные сети, использующие такие технологии, как: FTTC – волокно в шкаф, FTTB – волокно в бизнес, FTTH – волокно в дом. Существенным преимуществом технологии является ее протоколонезависимость.

Излагаются принципы распространения оптических сигналов по оптическим волокнам, основы конструирования и типовые конструкции оптических кабелей. Рассматриваются вопросы построения волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) и их компонентов (передающих и приемных устройств, пассивных элементов трактов). Большое внимание уделяется методам измерения, вопросам проектирования, строительства и технической эксплуатации ВОСП.